網絡攝像機的在監控安防（fáng）的應用，使得圖像（xiàng）監控技術有了一個質的飛躍。首先，網（wǎng）絡的綜合布線代替了傳統（tǒng）的（de）視頻模擬布（bù）線，實現（xiàn）了真正的三（sān）網（視頻、音頻、數據）合一，網絡攝像機（jī）即插即用，工程實施簡便（biàn），係統（tǒng）擴充方（fāng）便；其次，跨區域遠程監控（kòng）成為可能，特別是（shì）利用互聯網，圖像監（jiān）控已經沒有距離限製，而且圖像清晰，穩定可靠；再者，圖像的存儲、檢索十分安全、方便、可異地存儲，多機備份存儲以及快速（sù）非線性查找等。
組成原理

監控網絡攝像機一般（bān）由鏡頭、圖像傳感器、聲音傳感器、A/D轉換器、圖像、聲音、控（kòng）製器網（wǎng）絡服務器、外部報警、控製接口等部（bù）分組成。

1、鏡頭

鏡頭（tóu）作為監控網絡攝像機的前端部件，有固定光圈、自動光圈、自動變焦、自動變倍等種類，與（yǔ）模擬攝像機相同。

2、圖像傳感器、聲音傳感器

圖像傳感器有CMOS和CCD兩種（zhǒng）模式。CMOS既互補性金屬氧化（huà）物半導體（tǐ），CMOS主（zhǔ）要是利用矽和鍺這兩種元素所做成的半導體，通過CMOS上帶負電和帶正電的晶體管來實現基本的功能的。這兩（liǎng）個互補效應所產生的電流即可被處（chù）理芯（xīn）片記（jì）錄和解讀成影像。CMOS針對CCD最主要的優勢就是非常省電。不像（xiàng）由二級管組成的CCD和CMOS電路幾乎沒有（yǒu）靜態電量消耗。這就使得CMOS的耗電量隻有普通CCD的1/3左右，CMOS重要問題是在處理快速變換的影像時，由於電流變換過於頻繁而過（guò）熱。暗電流抑製的好就問題不大，如果抑製的不好就十分容易出現雜（zá）點。

CCD圖像傳感器由在單晶（jīng）矽基片（piàn）上呈二維排列的光電二（èr）級管及其傳輸電（diàn）路構成。光電二極管把光轉化成電荷，再經轉化電路傳送和輸出。

通常，傳送優良圖像質量的設備都（dōu）采用CCD圖像傳感器，而注重功耗和成本的產品則選擇CMOS圖（tú）像（xiàng）傳感（gǎn）器。但新的（de）技術正在克服每種器體（tǐ）固有的弱點，同時保留了適合（hé）於特定用途的某些特（tè）性。這一部分與模（mó）擬攝像機（jī）相同。 聲音（yīn）傳感器（qì）即拾聲器或叫（jiào）麥克風，與傳統的話筒原理一樣。

3、A/D轉換（huàn）器

A/D轉換器的功能是將圖像和聲音等（děng）模擬信號轉換成數字信號。

基（jī）於CMOS模式的圖像傳感器模（mó）塊有直接數字信號輸出的接口，無（wú）須A/D轉換器；而基於CCD模式的圖像傳感器模塊如有直接數字輸出的接口，亦無須A/D轉換器，但由於此模塊主要針對模擬攝像機設計，隻有模擬輸出接口，故需要（yào）進（jìn）行A/D轉換。

4、圖像、聲音編碼（mǎ）器

經A/D轉換後的圖像、聲音數字信號，按（àn）一定的格式或標（biāo）準進行（háng）編碼壓縮。編（biān）碼壓縮的目的是為了便於實現音/視信號與多媒體信號的數字化；便於在計算機係統、網絡以及萬維網上（shàng）不失真地傳輸上述信號。

目前，圖像編碼壓縮技術有兩種：一種是硬件編（biān）碼（mǎ）壓縮，即將編碼壓縮算法固化（huà）在芯片上；另一種是基於DSP的軟（ruǎn）件編碼（mǎ）壓縮，即軟件運行（háng）在DSP上進行圖像的編碼壓（yā）縮。同（tóng）樣，聲音的（de）壓（yā）縮亦（yì）可采用硬件編碼壓縮和軟件壓縮，其編碼標（biāo）準有MP3等格式。

5、控製器

控（kòng）製器是（shì）網絡攝像機的心髒，它肩負著網絡攝像機的（de）管理和控製工作。如果是硬件壓縮（suō）編碼，控製器是一個獨立部件；如（rú）果是軟件編碼壓（yā）縮，控製器（qì）是運行（háng）編碼壓縮軟件（jiàn）的DSP，即二者合而為一（yī）。

6、網絡服（fú）務器

網絡服務器提供網絡攝像機的網絡功能，它采用了RTP/RTCP、UDP、HTTP、TCP/IP等相關網絡協議，允許用戶從自（zì）己的PC機使用標準的瀏覽器根據網絡（luò）攝像機的IP地址對網絡攝像機進行訪問，觀看實時圖像，及（jí）控製攝像機的鏡（jìng）頭和雲台。

7、外部報警、控製接口（kǒu）

網絡攝像（xiàng）機為工程應用提供了實用的外部接口，如控製雲台的485接（jiē）口，用於報警信號輸入（rù）輸出的I/O口。如（rú）紅外（wài）探頭發現有（yǒu）目標（biāo）出現，發報警信號給監（jiān）控網（wǎng）絡攝（shè）像機，監控網絡（luò）攝像機自動（dòng）調（diào）整鏡頭方向並實時錄像；另一方麵，當（dāng）網絡攝（shè）像（xiàng）機偵測到有移動目標出現時（shí），亦可向外發出報警信號。

網絡攝像機的基本原理是：圖像信號經過（guò）鏡頭輸入及聲音信號（hào）經過麥克風輸入後，由圖像傳感器的聲（shēng）音傳感器轉化為電信號，A/D轉換器將模擬電信號轉換為數字電信號，再經過編碼器按一定的編碼標準進行編碼壓縮，再控製器的控製下（xià），由監控網絡（luò）服務器按（àn）一定的網絡協議送上局域網或INTERNET，控製（zhì）器還可以接（jiē）收報（bào）警信號及向外發送報警信號，且按要求發出控製信號。

8、圖像的編碼標準

目前，網絡攝像機的圖像壓縮編碼標準主（zhǔ）要有MPEG4、H.263、H.264、M-JPEG等。

MPEG4

所謂MPEG標準就是指由ISO的活動圖像專家（jiā）組製（zhì）定（dìng）的一係列關（guān）於音視頻信（xìn）號以及多媒體信號的壓縮與解壓縮技術的標準。到目前為止，已經製定完成並批（pī）準執行的有：1991年批準（zhǔn）的MPEG1、MP3;1994年批準的MPEG2;1999年批準（zhǔn）的MPEG4和MP4。正在製（zhì）定的標準有：MPEG7和MEPG21.

H.263

H.263是ITU-T提出的作為H.324終端使用的視（shì）頻編解碼建議，H.263經過不斷地完善和多次（cì）的升級已經日臻成熟，如今已經大部分代替（tì）了H.261，而且H.263由於（yú）能在低帶寬上（shàng）傳輸高質量的視頻（pín）流而日益受（shòu）到歡迎（yíng）。

H.263是基於運動補償的（de）DPCM的混合編碼，在運（yùn）動補償的（de）DPCM混合編碼（mǎ），在運（yùn）動搜索的基礎上（shàng）進行運動補（bǔ）償，然（rán）後運用DCT變換和“之”字形掃描編碼，從而得到輸出碼流。H.263在H.261建議的基礎（chǔ）上，將（jiāng）運動矢量的搜索增加（jiā）為半象素點搜（sōu）索；同時又增（zēng）加了（le）無限製運（yùn）動矢量、基於語法的算術編碼、高級預測技術和PB幀編碼等四個高級選項；從而達（dá）到了進一步（bù）降低碼速率和提高編碼質量的目的（de）。

H.264

H.264是ITU-T的VCEG和ISO/IEC的（de）MPEG的聯合視頻組（zǔ）開（kāi）發的（de）一個新的數字視頻（pín）編（biān）碼標準，它既（jì）是ITU-T的H.264，又是ISO/IEC的MPEG4的第十部（bù）分。

在相同的重建圖像質量（liàng）下，H.264能夠比H.263節約50％左右（yòu）的碼率，比目前根據MPEG4實現的視頻格（gé）式在性能方麵提高33％左右。

M-JPEG

M-JPEG技術即運動靜（jìng）止圖像壓縮技術，它把運動的視頻序列作為連續的靜（jìng）止（zhǐ）圖像來處理，這種壓縮技術方式單獨完整地壓縮每一幀，在編輯過程中可隨機存儲每一幀，可進行（háng）精確到幀地編輯。但M-JPEG隻對幀內地空間冗餘（yú）進行壓（yā）縮，不（bú）對幀間的時間冗餘進行壓縮，故壓縮效率（lǜ）不高。

應用優勢

網（wǎng）絡攝像機（jī）不僅可基（jī）於計算機局域網用於區域監控，如住宅小區監控、辦公樓、銀行（háng）、商場等傳統地監控；而且也能通過INTERNET用於新型地跨區域遠程監控及網上展示，遠程兒童及老人看護、無人值守通信機房（fáng）監控、旅遊景點網上演播（bō）、產品網上展覽（lǎn）等。